文章摘要: 保時捷911經(jīng)典跑車采用麥弗遜懸架,雖看似簡單,卻經(jīng)過精心設計與優(yōu)化,適應其獨特后置后驅布局。從初代901到最新992代,保時捷憑借對麥弗遜懸架的深入理解,不斷挖掘911潛力,推出多版本車型,滿足不同用戶需求。其前麥弗遜結構雖非最優(yōu),卻足以支撐其卓越性
保時捷911經(jīng)典跑車采用麥弗遜懸架,雖看似簡單,卻經(jīng)過精心設計與優(yōu)化,適應其獨特后置后驅布局。從初代901到最新992代,保時捷憑借對麥弗遜懸架的深入理解,不斷挖掘911潛力,推出多版本車型,滿足不同用戶需求。其前麥弗遜結構雖非最優(yōu),卻足以支撐其卓越性能,成為保時捷獨特設計理念的體現(xiàn)。
之前我們曾經(jīng)給大家寫過一篇關于麥弗遜懸架優(yōu)缺點的文章,當時就有不少朋友好奇,這種結構簡單、成本低、適合橫置前驅車的懸架,為啥會被不差錢的保時捷用在經(jīng)典跑車911上?今天我們就要來詳細聊聊911的麥弗遜懸架,看看它跟普通車型究竟有啥不同!
熟悉保時捷的朋友應該知道,911車系的初代車型代號叫901,跟別的跑車不同的是,901在當時采用了十分獨特的后置后驅、雙門4座布局,并且擁有溜背造型設計。從4座布局就可以看出,901其實是一款偏向實用性的跑車,但由于發(fā)動機采用后置布局,所以車輛只能改用前備廂的設計方案。
值得一提的是,保時捷在開發(fā)901時特別重視美國市場,而打高爾夫又是當時美國用戶的一種很普遍的需求,所以保時捷給901的前備廂定下了一個目標,那就是能放進一個高爾夫球袋。要知道,初代901還是一個小寶寶,它的長寬高只有4163/1610/1321mm。用今天的眼光來看,它也就比本田飛度長了54mm,但是高度和寬度則比飛度小得多。要在這么扁平低矮的車頭內設計一個容積可觀的前備廂,那必然得在前懸架上做文章。
在各種懸架結構方案中,901最終挑選了體積緊湊的單擺臂懸架(也叫單橫臂)。事實上,今天大家所熟知的麥弗遜結構其實也屬于單擺臂懸架中的一種,只不過901的單擺臂采用的是圓柱形的扭桿彈簧,減震器與彈簧分開布置,懸架橫向體積極小,為前備廂留出了巨大的空間。而如今主流的麥弗遜則是采用更現(xiàn)代的螺旋彈簧設計,并且彈簧直接布置在減震器上,因此橫向體積更大。在911車系中,除了初代901之外,第二代車型930也采用了前單擺臂式扭桿彈簧懸架,即便它們的車頭造型十分低矮,整車尺寸都比較小,前備廂的實用性依然比較出色。
隨著底盤技術的進步以及車身寬度的大幅增加,代號964的第3代911車型對底盤進行了全面升級,其中前懸架最大的變化就是從單擺臂式扭桿彈簧,變成了如今大家所熟知的前麥弗遜結構。
不過,傳統(tǒng)麥弗遜懸架在造型設計方面存在一些弊端。簡單來說,麥弗遜懸架的彈簧布置在車輪上方(上圖黃框),雖然這樣設計避免了彈簧與普通車型的前置動力總成相互擠占機艙橫向空間,但是為了給彈簧預留一定的行程,麥弗遜懸架的彈簧減震器支柱必須布置得很高。于是,采用麥弗遜懸架的轎車或者SUV,它們的車頭普遍比較高,很難滿足911這種跑車的需求。
好在911的發(fā)動機在車尾,車頭的空間相對寬裕。所以保時捷將964的彈簧減震器支柱設計成向內傾斜,這樣彈簧減震器支柱的高度便能控制在合理范圍內。因此我們也可以看到,964的螺旋彈簧底座明顯低于輪胎上沿,可以更好地適配911低矮的車身。直至如今最新的992代車型,也依舊采用了這樣的布置方案。
在964和993時代,911的麥弗遜懸架結構跟其它廠家相比,主要的差異在于彈簧減震器支柱的布置角度不同。而到了第五代996時,911的前麥弗遜懸架終于迎來了較大升級。
具體來說,在964-993時期,它們的麥弗遜懸架下擺臂從俯視的角度看是一個A字形,A字形上端連接轉向節(jié),下端則通過兩個橡膠襯套與副車架連接。這種設計要想提高懸架的縱向剛度,只能把前后2個襯套做得非常硬,但代價是車輛的舒適性將會變差,因此調校優(yōu)化的空間不大。
而在996上,A字形的下擺臂一分為二,如上圖所示,1表示縱臂、2表示橫臂。從底盤設計角度看,縱臂的出現(xiàn)可以使前懸架具有很高的縱向剛度,也就是重剎減速時縱臂可以拉住橫臂,懸架的前后位移幅度很小,前輪的前束角變化更可控,在重剎轉彎時車輛的操控性能更好。另外,這種懸架結構還允許在縱臂上使用較軟的橡膠襯套以提升NVH性能,可見它的設計潛力比A字形下擺臂更好。
值得一提的是,996的前麥弗遜結構一直延續(xù)到了如今的992上。而且與目前家用車上的A字或者L字型麥弗遜懸架下擺臂相比,911的麥弗遜懸架結構依然具有更高的剛性,在轉彎和剎車時,懸架自身的位移很小,當然啦它的成本也更高。
隨著911不斷升級換代,如今的992車身寬度已經(jīng)達到了1852mm,比初代車型寬了20多厘米。從體型來看,今天的911完全可以采用更高級的雙叉臂結構,但目前911主打車型 Carrera和Turbo等版本依然采用的是前麥弗遜結構,這又是為什么呢?
與其它跑車生產商不同的是,保時捷接觸麥弗遜懸架的時間非常早,早在1976年保時捷就在前置后驅跑車--924上使用了前麥弗遜懸架,并且924的繼任車型944、968也延續(xù)了這一設計。至于968的繼任車型Boxster、Cayman,雖然把發(fā)動機改成了中置布局,但是前懸架依然還是麥弗遜結構。從時間軸上看,保時捷在麥弗遜懸架上已經(jīng)持續(xù)研究了48年,對它的特性早已是了如指掌。
除了對麥弗遜十分了解之外,保時捷旗下的跑車基本采用后置或者中置布局,在設計懸架時它所考慮的重點跟家用車并不一樣。以采用發(fā)動機后置布局的911為例,它的前橋有足夠寬的空間容納較長的懸架下擺臂。而在發(fā)動機橫置布局的家用車上,懸架下擺臂的長度受到了動力總成自身寬度的限制,兩者相互沖突。
在麥弗遜懸架設計中,只要下擺臂的長度足夠,那么車輪在上下跳動時外傾角的變化就會控制在相對合理的范圍內,而外傾角的控制對車輛的過彎極限至關重要。我們從大量的測試中也能看到,911的公路性能是相當好的,這也證明麥弗遜跟后置后驅是非常搭的。
由于歷代911一直采用發(fā)動機后置布局,所以911的車身前后重量分配并不平衡。根據(jù)保時捷早期公布的底盤信息,993代Carrera底盤前后橋的重量分配比例是500、840kg,典型的頭輕尾重。盡管993之后的繼任車型軸距不斷加長,車身的重量分配比例會有所改善,但依然無法改變頭輕尾重的特性。
巨大的前后橋重量分配差異,以及車身重心偏后的特色,使得911的后懸架變得非常重要,甚至后懸架成為911底盤設計的核心。歷代911駕駛性能的提升,很大程度上都是因為后懸架技術進步才實現(xiàn)的。比如在996代Turbo版車型上,雖然它的前麥弗遜懸架沒有變化,但僅僅只是因為改變了后懸架上擺臂的連接點,車身俯仰就因此減少了20%,效果非常直接。
因此也不難看出,911后懸架的重要性其實要比前懸架更高,而目前的麥弗遜結構保時捷已經(jīng)完全吃透,確實沒有必要再去浪費太多的精力在普通911的前懸架上了。
911從誕生那天起就是一輛主打實用的跑車,因此在面向主流用戶的Carrera、Turbo等版本上使用前麥弗遜懸架結構無傷大雅。但是隨著911產品陣營的擴充,專門為賽道駕駛而開發(fā)的GT3、GT3 RS繼續(xù)用麥弗遜,那就很難再拉高底盤駕駛性能了。為了把GT3、GT3 RS打造成極致的賽道駕駛機器,保時捷終于將前麥弗遜懸架改成了雙叉臂結構。
這么做的原因很簡單,從運動性能來看,GT3、GT3 RS上的雙叉臂懸架在車輪上下跳動時具有更理想的外傾角變化特性,這意味著它們的彎道極限會比采用前麥弗遜的普通版車型更高。另外,雙叉臂天生就比麥弗遜具有更好的車身俯仰、側傾控制能力,這對于經(jīng)常在賽道中重剎、轉彎的GT3、GT3 RS來說也格外重要。
從初代901到現(xiàn)在的992代,再從普通的Carrera到賽道版GT3 RS,我們可以看到保時捷并沒有把911的定義局限為雙門、4座跑車。相反,保時捷在不斷挖掘911這款車的潛力,并根據(jù)市場的需求開發(fā)了各種版本,極大地豐富了用戶的挑選。911車身重心較低且偏后,以及主打后驅的特色,也使得它對前懸架的要求并非特別苛刻。事實上,911的麥弗遜結構并不像寶馬、凱迪拉克的雙球節(jié),以及梅甘娜RS、思域Type-R的雙軸支柱式麥弗遜懸架那般巧妙,但它畢竟是“破鞋”啊,人們或多或少都會高看它一眼。
保時捷911的麥弗遜,到底有什么不同?
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